Le Scientific Visualization Studio de la NASA a publié en juillet 2026 une visualisation du géoïde fondée sur le modèle gravitationnel mondial GOCO06s. Les hauteurs, d’environ +85 mètres près de l’Islande à −106 mètres au sud de l’Inde, ont été amplifiées 10 000 fois, d’où l’aspect de pomme de terre. L’image représente une surface équipotentielle de pesanteur, et non la forme physique de la Terre ni son relief.
Points clés
- La NASA a publié une visualisation scientifique du champ gravitationnel ; son contour ne représente ni la surface physique ni la topographie de la Terre.
- Le géoïde est la surface équipotentielle de pesanteur qui correspond le mieux au niveau moyen mondial de la mer. On peut l’imaginer comme un océan immobile, façonné uniquement par la gravité et la rotation, sans marées, vagues ni courants, et prolongé sous les continents.
- Dans la visualisation de la NASA, les hauteurs du géoïde vont d’environ +85 mètres près de l’Islande à −106 mètres au sud de l’Inde, soit un écart total d’environ 191 mètres.
- La visualisation amplifie ces variations de hauteur 10 000 fois. À l’échelle réelle, les bosses seraient presque invisibles.
- Le modèle GOCO06s combine plus de 1,16 milliard d’observations de 19 satellites sur 15 ans, dont GRACE de la NASA et GOCE de l’ESA.
La « Terre-patate » colorée qui circule sur les réseaux sociaux provient du Scientific Visualization Studio de la NASA. Le 15 juillet 2026, ce studio du Goddard Space Flight Center a publié The Geoid, transformant un modèle mondial du champ gravitationnel en géoïde tridimensionnel rotatif. Le relief montre les variations d’une surface équipotentielle, et non des montagnes, des fosses océaniques ou la croûte terrestre à l’échelle réelle.
Que montre réellement l’image ?
Le géoïde est une surface équipotentielle du champ gravitationnel terrestre. Imaginons que les océans recouvrent toute la planète et que l’on supprime les marées, les vagues, le vent et les courants : la surface sur laquelle l’eau se stabiliserait sous l’effet de la gravité et de la rotation est le géoïde. Elle se prolonge sous les continents et constitue, pour les systèmes d’altitude, la référence physique la plus proche du niveau moyen mondial de la mer. Le long d’une même surface équipotentielle, aucune différence de potentiel ne ferait idéalement couler l’eau dans une direction.
Trois notions de « forme de la Terre » sont souvent confondues. L’ellipsoïde de référence est un modèle mathématique lisse utilisé pour les coordonnées ; la surface topographique comprend montagnes, plaines et fonds marins ; le géoïde est déterminé par le potentiel gravitationnel. La répartition inégale des masses à l’intérieur et à la surface de la Terre, combinée à sa rotation, fait varier la pesanteur selon les régions. Cette surface océanique idéale et immobile ondule donc lentement par rapport à l’ellipsoïde de référence.
Seulement 191 mètres entre le maximum et le minimum
La NASA situe les hauteurs du géoïde GOCO06s entre environ +85 mètres près de l’Islande et −106 mètres au sud de l’Inde. Les signes indiquent si le géoïde se trouve au-dessus ou au-dessous de l’ellipsoïde de référence ; ce ne sont pas des altitudes locales. L’écart total d’environ 191 mètres ne représente que 0,003 % du rayon moyen de la Terre, 6 371 kilomètres. Dessiné à l’échelle réelle autour de la planète, le contour resterait extrêmement lisse.
Pour rendre cet écart visible, la NASA a amplifié les variations radiales d’un facteur 10 000. D’un point de vue purement géométrique, les 191 mètres d’origine apparaissent alors comme environ 1 910 kilomètres, créant les bosses spectaculaires. Les couleurs codent elles aussi la hauteur du géoïde ; elles n’indiquent ni la composition des roches, ni la température, ni la direction de la gravité.
Dans quelle mesure la Terre est-elle sphérique ?
La rotation de la Terre renfle l’équateur et aplatit légèrement les pôles. NASA Goddard indique un rayon équatorial d’environ 6 378 kilomètres et un rayon polaire d’environ 6 357 kilomètres, soit près de 21 kilomètres d’écart. Cette forme aplatie et les variations du géoïde, de l’ordre de quelques centaines de mètres par rapport à l’ellipsoïde, appartiennent à deux échelles différentes. Depuis l’espace, le contour de la Terre paraît presque circulaire, mais les modèles scientifiques tiennent compte de ces deux subtilités.
Comment GOCO06s reconstitue-t-il le champ gravitationnel mondial ?
La visualisation utilise les valeurs de GOCO06s. L’équipe GOCO a combiné plus de 1,16 milliard d’observations recueillies par 19 satellites pendant 15 ans dans un modèle mondial du champ gravitationnel, développé jusqu’au degré 300 des harmoniques sphériques. Les données comprennent les variations de distance entre les satellites jumeaux GRACE, les gradients de gravité mesurés par GOCE, la télémétrie laser sur satellites et les orbites précises de plusieurs satellites en orbite basse. Chaque méthode est surtout sensible à certaines échelles spatiales ; leur combinaison compense leurs limites.
L’image de la NASA est donc le résultat d’un modèle obtenu après étalonnage, modélisation de fond, analyse orbitale, pondération statistique et développement en harmoniques sphériques. Son contour est calculé et visualisé à partir de données ; il ne doit pas être considéré comme un instantané directement enregistré par une caméra. GOCO06s comprend aussi des tendances à long terme et des variations annuelles. Comme tout modèle, il a une résolution spatiale finie, des erreurs de mesure et des hypothèses de traitement : chaque petite bosse ne peut donc pas être attribuée à une montagne particulière ou à une structure souterraine unique.
À quoi sert le géoïde ?
Le positionnement par satellite fournit généralement une hauteur géométrique par rapport à un ellipsoïde de référence, tandis que l’ingénierie, la géodésie et la cartographie ont souvent besoin d’une hauteur orthométrique proche de l’altitude au-dessus du niveau de la mer. Un modèle de géoïde permet de passer de l’une à l’autre. Il sert aussi de référence pour étudier les différences de hauteur de la mer, la circulation océanique mondiale, les variations du niveau marin et la masse des calottes glaciaires, car il faut d’abord retirer la surface équipotentielle de pesanteur pour isoler la hauteur dynamique due au vent, à la température, à la salinité et aux courants.
L’idée essentielle n’est donc pas que « la Terre ressemble réellement à une pomme de terre », mais que son champ gravitationnel présente de faibles différences régionales mesurables. L’amplification verticale de 10 000 fois transforme des valeurs presque imperceptibles en une forme lisible. Dès que l’on distingue surface physique, topographie, ellipsoïde de référence et géoïde, l’image cesse d’être mystérieuse.